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汽车自动驾驶的现状及发展前景探究

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  摘   要:全球汽车驾驶方式的发展趋势逐渐转变为自动驾驶,中国也不落后,依靠着独特的优势发展起来,但自动驾驶汽车现在还存在不少问题。自动驾驶依靠自动化技术、人工智能技术、GPS全球定位系统技术、和雷达扫描视觉计算等技术,让汽车可以在无人类的操控下,自动安全地驾驶任何的车辆。自动化驾驶技术是汽车行业和互联网行业各种高新技术合成的产物,是汽车驾驶时代的重大进步,全球交通行业对汽车自动驾驶投以很大的期望。文章总结了现阶段自动化驾驶汽车的技术支持和发展现状,分析其在中国发展存在的不足,并且探讨在中国的发展前景,笔者相信自动化驾驶技术必将带动整个汽车行业的发展,为交通界作出巨大贡献。
  关键词:汽车自动驾驶;自动化;人工智能;发展前景
  汽车行业的发展趋势就是汽车的自动化驾驶技术。汽车自动化驾驶依靠各种技术的协同结合,让车载电脑(Electronic Control Unit,ECU)在无人情况下自动安全驾驶,实现行驶、停车、避让行人以及障碍物等一系列动作。这一技术的进步,让道路拥堵问题得到了巨大的改善,这一技术方向必然成为未来发展的趋势,改变人们未来的出行方式。
  1    自动驾驶汽车概念
  1.1  自动驾驶汽车技术概念
  在汽车制造行业技术中,自动化驾驶技术又称为无人驾驶技术或电脑驾驶汽车技术,在汽车智能化行业技术中,有着智能移动四轮机器人的称号。自动化驾驶技术包括了硬件和软件两个技术领域。硬件领域指的是支持汽车自动化驾驶的主要设备;软件领域指的是自动驾驶汽车的技术支持。
  自动驾驶集合了多类技术去实现无人操控,包括用GPS技术去采集位置信息、分析处理位置信息障碍物等情况,然后人工智能技术通过计算机计算最优路径规划,实现自动智能化去躲避路面的障碍物,雷达的视觉处理系统和图像扫描处理系统帮助汽车实现自动挑选合适泊车位置。自动化驾驶汽车比传统人为驾驶汽车有着更好的驾驶体验,在各种高智能水平的技术帮助下实现无人驾驶功能。
  1.2  自动驾驶控制的主要设备与功能
  自动驾驶汽车的硬件支持主要包括3个主要组成的设备系统:信息传感系统、通信系统和嵌入式处理器。
  自动化驾驶汽车的信息传感系统是一套自动驾驶传感系统,这套系统是实现汽车自动化驾驶的首要硬核设备。信息传感系统包括了雷达传感器、GPS接收系统和车辆运行状态传感器。自动化驾驶汽车能在驾驶过程中准确获取车辆周围实时信息,主要是雷达型传感器利用雷达激光对车辆,进行360度的扫描。GPS接收系统的主要功能是在驾驶过程中提供驾驶记录数据信息:卫星定位数据、驾驶和泊车拍摄的视频和照片。车辆运行状态传感器主要是实时监控车辆驾驶状态下的各种指标是否正常,确保汽车的发动机、电力系统等设备能够有效执行自动化驾驶的控制指令。
  自动化驾驶汽车对内和对外两个部分的系统是通过通信系统去传达信息的。通信系统对内控制系统。对外通信系统是把外部无线网络系统得到的GPS信号、娱乐系统数据等数据接收后传向内部,对内控制系统依靠数据完成传感器、嵌入式处理器、主控制系统三者之间的通讯控制。
  自动化驾驶汽车最核心的系统就是嵌入式处理系统,其在自动化驾驶过程中,能够将车载处理器传送的车辆数据和驾驶路线路面数据进行快速分析,然后将分析得到的结果发送控制指令去操控车辆完成自动驾驶。处理后的数据系统会自动保存,如果数据结果显示汽车出现故障问题,系统会自动报警求助。
  2    汽车自动驾驶国内外发展现状
  1997年美国加州大学伯克利分校的PATH项目是汽车自动化驾驶发展史上最具有纪念意义的事情,其自动驾驶车队完成了全程7.6 km的无人驾驶,虽然由于法律阻碍,后期项目没有继续进行,但是带起了无人驾驶研究的新浪潮。
  无人汽车驾驶的热浪兴起于2009年,谷歌的国际汽车自动驾驶研究带起了无人驾驶研究的热潮。谷歌17年间一共展开了289万 km的自动化驾驶实验,期间发生了13起交通事故,多为追尾事故,但是事故的责任方不在谷歌公司的自动驾驶汽车,事故中也没有人员伤亡。
  2016年起,美国、日本的汽车企业和互联网企业也纷纷加入了研发自动驾驶汽车的队伍当中。国外知名公司苹果公司、优步等企业开始研发无人驾驶汽车,国内百度公司、长安集团、各所知名科技大学、交通院校等研究机构也加入了研究无人驾驶汽车的浪潮。不少专家对汽车自动驾驶技术做出了巨大贡獻,研发的产品也申请了不少专利。但是由于我国汽车自动化驾驶技术研发起步比较晚,技术的进步程度相比国外相对落后,和国外技术差距较大。我国现在使用的自动化驾驶汽车的设备和关键控制元件都是从国外进口的产品。
  现阶段,国内城市交通网络架构趋势呈现智能化,都是基于汽车自动化驾驶技术的需要。无人驾驶对交通指示设备的要求更高,需要对交通模式进行修改,而不是简单把交通指示标志放置在路上,需要加强基础设施的建设,建设智能道路,扩大道路WiFi的覆盖率,让汽车和交通信息可以进行互动,能够给自动化驾驶汽车提供更多的通行保障。
  3    汽车自动驾驶的发展趋势
  相对传统汽车,自动驾驶汽车是一次突破的进步,汽车未来的发展趋势一定是高度的智能化和自动化。随着智能化和自动化的进步,汽车驾驶的安全问题必将得到改善,自动化和智能化会成为人们的生活中的一部分,成为人们的技能。目前的技术还无法全面实现无人驾驶,还需要很长的时间去努力、去实现技术的进步和处理好后续安全问题。
  目前电动汽车的自动驾驶运用越来越多,而自动的前提是电动,电动的前提是机动,自动化驾驶技术的目标是实现汽车设计的一体化。所以汽车行业必将出现技术和内部结构的调整。各种高端技术融合发展,比如计算机技术、通信技术、汽车制造生产技术必将协调发展,去实现自动化驾驶技术的进步。
  自动化驾驶汽车必将成为展示我国经济实力和技术实力的重要指标,是国家经济发展的主要增长点。汽车制造行业将转型为技术密集型产业,自动化驾驶汽车将成为道路交通的新型高端设备,其设计的计算机处理技术、通信技术、传感器设备等高新技术也将被带动发展,成为国家工业实力的重大突破。互联网必将和传统汽车技术融合,双方取长补短,实现智能化、自动化的全面发展。
  4    结语
  通过电脑系统实现的自动化驾驶智能汽车集合了现代社会所有高端技术,具有高效节能、有效缓解城市交通拥堵问题、节省人力物力、促进城市经济和交通的快速发展等好处。虽然自动化驾驶汽车技术在使用过程中还是会出现各式各样的问题,人们非常担心无人驾驶的安全问题,但是相信在未来的十年之内,汽车生产行业一定会更加注重汽车创新,认识到汽车驾驶的安全问题,认真分析自动化驾驶汽车的技术,合理解决汽车的安全问题,使自动化驾驶汽车更加安全可靠,最大化节省成本,让自动化驾驶汽车有一个质的飞跃,大力推进社会发展和经济进步。
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